ITTO20080649A1 - USE OF A COPPER-BASED WHITE ALLOY FOR THE PRODUCTION OF NATURALLY ANTI-BACTERIAL PRODUCTS AND THE METHOD FOR THE SAME PRODUCTION OF THEMSELVES - Google Patents
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Description
DESCRIZIONE DESCRIPTION
"USO DI UNA LEGA BIANCA A BASE RAME PER LA PRODUZIONE DI MANUFATTI NATURALMENTE ANTIBATTERICI E METODO PER LA PRODUZIONE DEGLI STESSI" "USE OF A COPPER-BASED WHITE ALLOY FOR THE PRODUCTION OF NATURALLY ANTIBACTERIAL PRODUCTS AND METHOD FOR THE PRODUCTION OF THE SAME"
Campo della tecnica Field of technique
La presente invenzione si riferisce all'uso di una lega bianca a base rame per la produzione di manufatti naturalmente antibatterici, che presentino al tempo stesso ottima resistenza meccanica, facile lavorabilità , elevata facilità dì pulizìa ed un aspetto estetico sìmile a quello dell'acciaio inossidabile. L'invenzione à ̈ inoltre relativa ad un metodo di produzione per tali manufatti. The present invention relates to the use of a white copper-based alloy for the production of naturally antibacterial products, which at the same time have excellent mechanical resistance, easy workability, high ease of cleaning and an aesthetic appearance that is easy to that of stainless steel. The invention also relates to a production method for such products.
Stato dell'arte State of the art
È noto fin dall'antichità (antico Egitto) che il rame ha proprietà disinfettanti. Più recentemente, il rame e sue leghe (ottoni) sono stati investigati per le loro proprietà battericide su alcuni microorganismi patogeni [H. T. It has been known since ancient times (ancient Egypt) that copper has disinfectant properties. More recently, copper and its alloys (brass) have been investigated for their bactericidal properties on some pathogenic microorganisms [H. T.
Michels, ASTM Standardization NEWS, Ottobre 2006, pagg. 29-31] e comparati con l'acciaio inox, sulla cui superficie gli stessi patogeni che riescono a sopravvivere sul rame e sue leghe solo per poche ore, possono invece sopravvivere 30 e più giorni, in assenza di trattamento disinfettante. Test approvati US-EPA hanno dimostrato le capacità antimicrobiche del rame e degli ottoni contro Staphylococcus aureus, Enterobacter aerogenes, E.Coli 0157:H7, Pseudomonas aeruginosa e MRSA (Stafilococco Aureo meticillino-resistente) . Michels, ASTM Standardization NEWS, October 2006, pp. 29-31] and compared with stainless steel, on the surface of which the same pathogens that manage to survive on copper and its alloys for only a few hours, can instead survive 30 or more days, in the absence of disinfectant treatment. US-EPA approved tests have demonstrated the antimicrobial capabilities of copper and brass against Staphylococcus aureus, Enterobacter aerogenes, E.Coli 0157: H7, Pseudomonas aeruginosa and MRSA (methicillin-resistant Staphylococcus Aureus).
Tuttavia, il rame e gli ottoni presentano caratteristiche estetiche e tecnologiche ritenute generalmente inadatte a rappresentare un valido sostituto dell'acciaio inossidabile, ad esempio nella costruzione di manufatti quali articoli sanitari, lavelli, tavoli, superfici di lavoro per mense o laboratori, bacinelle per uso sanitario, armadietti, sia perché le caratteristiche meccaniche sono tipicamente molto inferiori a quelle dell'acciaio inox, sia perché non presentano colore bianco, ma colori che vanno dal rosso, al rosa, al giallo. Per tutti questi motivi, l'utilizzo del rame e sue leghe nel campo sanitario à ̈ stato per il momento ristretto a quei componenti destinati a non rimanere in vista , ad esempio dei sistemi idraulici o di condizionamento, quali scambiatori di calore alettati.. However, copper and brass have aesthetic and technological characteristics generally considered unsuitable to represent a valid substitute for stainless steel, for example in the construction of artifacts such as sanitary items, sinks, tables, work surfaces for canteens or laboratories, basins for use sanitary ware, cabinets, both because the mechanical characteristics are typically much lower than those of stainless steel, and because they do not have white color, but colors ranging from red, to pink, to yellow. For all these reasons, the use of copper and its alloys in the sanitary field has for the moment been restricted to those components that are not intended to remain in sight, for example hydraulic or air conditioning systems, such as finned heat exchangers.
Sono altresì note, per la fabbricazione di monili dall'apparenza simili all'argento e per la fabbricazione di accessori per capi di abbigliamento, quali bottoni e cerniere lampo, leghe di rame bianche, quali leghe di rame e nichel, che tuttavia sono oggi sempre meno utilizzate per gli effetti allergizzanti del nichel, ed i cosiddetti "ottoni bianchi", leghe di rame e zinco, con aggiunta di manganese e/o alluminio, che hanno progressivamente sostituito le precedenti, come ad esempio le leghe descritte in EP1306453B1 o in US6863746B, in quest'ultimo caso la lega descritta essendo utilizzata per effettuare saldature su oggetti realizzati in oro bianco. White copper alloys, such as copper and nickel alloys, are also known for the manufacture of jewelry with an appearance similar to silver and for the manufacture of accessories for clothing, such as buttons and zippers. less and less used for the allergenic effects of nickel, and the so-called "white brass", copper and zinc alloys, with the addition of manganese and / or aluminum, which have progressively replaced the previous ones, such as the alloys described in EP1306453B1 or in US6863746B, in the latter case the alloy described being used to weld objects made of white gold.
Sebbene il manganese possa avere sul rame un effetto sbiancante simile a quello del nichel, le uniche leghe bianche note, non a base nichel e che non siano ottoni, sono le cosiddette "manganine", utilizzate per la fabbricazione di resistenze elettriche a causa della bassa conducibilità che il manganese impartisce al rame in lega, già a partire da pochi punti percentuali. Although manganese can have a whitening effect on copper similar to that of nickel, the only known white alloys, non-nickel based and non-brass, are the so-called "manganins", used for the manufacture of electrical resistors due to the low conductivity that the manganese imparts to the copper in the alloy, already starting from a few percentage points.
Scopo della presente invenzione à ̈ dunque quello di permettere la sostituzione dell'acciaio inossidabile per la fabbricazione di manufatti destinati all'impiego in campo sanitario e/o alimentare o per i quali le proprietà antibatteriche intrinseche siano comunque importanti, con un materiale che sia di apparenza estetica simile a quella dell 'acciaio inossidabile, abbia scarsa attitudine a sporcarsi, sia facilmente pulitile con i comuni prodotti di pulizia e, soprattutto, presenti caratteristiche antibatteriche intrinseche, in modo da non necessitare le frequenti operazioni di disinfezione che, invece, richiede l'acciaio inossidabile quando utilizzato in applicazioni sanitarie e/o alimentari. The purpose of the present invention is therefore to allow the replacement of stainless steel for the manufacture of products intended for use in the health and / or food sector or for which the intrinsic antibacterial properties are in any case important, with a material that is of aesthetic appearance similar to that of stainless steel, has little aptitude to get dirty, is easily cleaned with common cleaning products and, above all, has intrinsic antibacterial characteristics, so as not to require frequent disinfection operations which, instead, requires the 'stainless steel when used in sanitary and / or food applications.
È anche uno scopo dell'invenzione quello di fornire un metodo di fabbricazione di manufatti, in particolare destinati all'impiego in campo sanitario e/o alimentare, che siano naturalmente, ovvero intrinsecamente, dotati di capacità antibatteriche, così da non richiedere frequenti disinfezioni delle superfici esposte. It is also an object of the invention to provide a method of manufacturing manufactured articles, in particular intended for use in the health and / or food sector, which are naturally, or intrinsically, endowed with antibacterial properties, so as not to require frequent disinfection. of the exposed surfaces.
Sommario dell'Invenzione Summary of the Invention
Secondo la presente invenzione, viene dunque previsto l'uso di una lega bianca a base rame per la fabbricazione di manufatti dotati di proprietà antibatteriche, destinati preferibilmente all'impiego in campo sanitario e/o alimentare, in cui il desiderato colore bianco à ̈ impartito dalla addizione in lega di manganese, secondo quanto definito nella Rivendicazione 1. According to the present invention, the use of a white copper-based alloy is therefore envisaged for the manufacture of products with antibacterial properties, preferably intended for use in the sanitary and / or food sector, in which the desired white color is imparted. by the addition in manganese alloy, as defined in Claim 1.
In particolare, il manganese, ed eventuali altri elementi leganti, a meno delle impurezze, sono presenti in una quantità tale da determinare una lavorabilità , un colore e proprietà superficiali della lega simili a quelle dell'acciaio inossidabile e, simultaneamente, intrinseche proprietà anti-batteriche dei manufatti su rispettive superfici esposte degli stessi. In particular, manganese, and any other alloying elements, except for impurities, are present in an amount such as to determine a workability, color and surface properties of the alloy similar to those of stainless steel and, simultaneously, intrinsic anti- bacterial of the artifacts on their respective exposed surfaces.
Secondo il trovato, la lega utilizzata non contiene, se non come impurezze, alluminio e, preferibilmente, neppure zinco o altri elementi leganti, ma esclusivamente manganese e rame. Lo stagno, in caso di necessità , può anche essere contenuto come ulteriore elemento legante, ma sempre a bassissime percentuali, preferibilmente inferiori al 2%, in modo da non produrre in uso la segregazione di precipitati o fasi basso fondenti che impartiscono fragilità alla lega. According to the invention, the alloy used does not contain, except as impurities, aluminum and, preferably, not even zinc or other alloying elements, but exclusively manganese and copper. Tin, in case of need, can also be contained as an additional binding element, but always at very low percentages, preferably less than 2%, so as not to produce in use the segregation of precipitates or low melting phases which impart brittleness to the alloy.
Nella preferita forma di attuazione, la detta lega contiene esclusivamente, a meno delle impurezze, rame e manganese, il rame essendo prevalente. In the preferred embodiment, said alloy contains exclusively, except for the impurities, copper and manganese, copper being prevalent.
Il contenuto di manganese in lega à ̈, in ogni caso, compreso in percentuali variabili tra il 15% e fino al 40% in peso e preferibilmente in una quantità tale da ottenere a temperatura ambiente una struttura cristallina della lega esclusivamente in fase alfa. La composizione nominale ottimale della lega secondo l'uso dell'invenzione à ̈ 80% rame e 20% manganese. The manganese content in the alloy is, in any case, comprised in percentages varying between 15% and up to 40% by weight and preferably in an amount such as to obtain a crystalline structure of the alloy exclusively in the alpha phase at room temperature. The optimum nominal composition of the alloy according to the use of the invention is 80% copper and 20% manganese.
La composizione della lega secondo l'uso dell'invenzione à ̈ comunque tale che essa presenta in superficie proprietà antibatteriche dirette almeno contro microrganismi scelti nel gruppo consistente in: E.coli, MSRA, Listeria monocytogenes. The composition of the alloy according to the use of the invention is in any case such that it presents on the surface antibacterial properties directed at least against microorganisms selected from the group consisting of: E.coli, MSRA, Listeria monocytogenes.
L'invenzione à ̈ inoltre relativa ad un metodo per la fabbricazione di manufatti, in particolare destinati all'impiego in campo sanitario e/o alimentare, dotati di intrinseche proprietà antibatteriche, secondo la rivendicazione 9. The invention also relates to a method for manufacturing manufactured articles, in particular intended for use in the sanitary and / or food field, with intrinsic antibacterial properties, according to claim 9.
In particolare, il metodo dell'invenzione comprende le fasi di: In particular, the method of the invention comprises the steps of:
fondere una placca o un lingotto cilindrico realizzati in una lega a base rame contenente come principale elemento legante manganese, in una quantità tale da rendere la lega di colore bianco e da impartirle a temperatura ambiente una struttura cristallina in fase alfa; melting a plate or a cylindrical ingot made of a copper-based alloy containing manganese as the main alloying element, in an amount such as to make the alloy white in color and to impart a crystalline structure in the alpha phase at room temperature;
- sottoporre la placca o il lingotto ad una serie di trattamenti in successione di lavorazione per deformazione plastica a caldo (laminazione o trafilatura o estrusione), fino al conseguimento di una prima, prefissata percentuale di riduzione di sezione; - subjecting the plate or ingot to a series of treatments in succession of processing by hot plastic deformation (rolling or drawing or extrusion), until a first, predetermined percentage of section reduction is achieved;
- sottoporre il semilavorato a caldo ad una serie di trattamenti in successione di lavorazione per deformazione plastica a freddo (laminazione o trafilatura), fino al conseguimento di una seconda, prefissata percentuale di riduzione di sezione; - subjecting the hot semi-finished product to a series of treatments in succession of cold plastic deformation (rolling or drawing), until a second, predetermined percentage of section reduction is achieved;
sottoporre il semilavorato a freddo così ottenuto ad uno o più trattamenti termici di ricottura di ricristallizzazione completa, in atmosfera riducente; subjecting the semi-finished product to cold thus obtained to one or more heat treatments of complete recrystallization annealing, in a reducing atmosphere;
- sottoporre il semilavorato a caldo e/o a freddo ad almeno una fase di asportazione di un suo strato superficiale a ridotto contenuto di manganese; e - subjecting the hot and / or cold semi-finished product to at least one step of removing a surface layer thereof with a reduced manganese content; And
- ottenere con il semilavorato a freddo ricotto un manufatto desiderato. - obtaining a desired product with the cold annealed semi-finished product.
Secondo la preferita forma di attuazione, la lega contiene manganese in una percentuale in peso variabile tra il 15% ed il 40% e non contiene alluminio e, preferibilmente, neppure zinco, se non come impurezze. According to the preferred embodiment, the alloy contains manganese in a weight percentage ranging from 15% to 40% and does not contain aluminum and, preferably, not even zinc, except as impurities.
Inoltre, le prima e seconda prefissata percentuale di riduzione di sezione sono dell'ordine del 90% e la fase di ricottura di ricristallizzazione completa del lavorato a freddo viene eseguita ad una temperatura compresa tra 550°C e 750°C e per un tempo di circa 4 ore, se eseguita in forno statico, o per un tempo totale di circa 45.minuti, se eseguita in forno a passaggio. Furthermore, the first and second predetermined percentage of section reduction are of the order of 90% and the annealing step of complete recrystallization of the cold worked is carried out at a temperature between 550 ° C and 750 ° C and for a time of about 4 hours, if done in a static oven, or for a total time of about 45 minutes, if done in a passage oven.
Una fase di spazzolatura abrasiva viene eseguita in modo da asportare uno strato superficiale del lavorato a freddo ricotto di spessore di circa 4 micron. An abrasive brushing phase is carried out in order to remove a surface layer of the annealed cold worked with a thickness of about 4 microns.
In questo modo, si possono ottenere secondo l'invenzione e sostanzialmente senza scarti o quasi manufatti complessi quali lavelli, bacili, vasche, piani di lavoro di tavoli, top di mobili, piastre, particolari per bagni, oppure ancora tubi, barre o fili, ad esempio per realizzare corrimano, maniglie, pomelli , setacci ecc. aventi l'aspetto dell'acciaio inossidabile e dotati al tempo stesso di forti proprietà antibatteriche naturali o intrinseche, che rendono sostanzialmente inutili, o quanto meno ridondanti, le usuali operazioni di sterilizzazione con disinfettanti. A queste operazioni di disinfezione vengono solitamente sottoposti analoghi manufatti in acciaio inox, tra l'altro con risultati sempre meno efficaci in quanto numerosi ceppi batterici hanno sviluppato una notevole resistenza ai disinfettanti ed agli antibiotici di uso comune e sono pertanto diventati un pericolo costante, in particolare in ambiente ospedaliero, come MRSA o E.Coli 0157:H7. In this way, according to the invention and substantially without waste or almost complex artifacts such as sinks, basins, tubs, table worktops, furniture tops, plates, details for bathrooms, or even pipes, bars or wires, can be obtained. for example to make handrails, handles, knobs, sieves etc. having the appearance of stainless steel and at the same time endowed with strong natural or intrinsic antibacterial properties, which make the usual sterilization operations with disinfectants substantially useless, or at least redundant. Analogous stainless steel products are usually subjected to these disinfection operations, among other things with increasingly less effective results as numerous bacterial strains have developed considerable resistance to disinfectants and antibiotics in common use and have therefore become a constant danger, in particularly in a hospital environment, such as MRSA or E.Coli 0157: H7.
Secondo quanto sperimentalmente accertato dalla Richiedente, inoltre, le proprietà antibatteriche delle leghe di rame, proprietà sperimentalmente dimostrate su numerosi ceppi batterici diversi, sono probabilmente dovute alla migrazione superficiale, e quindi sulle superfici esposte di oggetti realizzati con tali leghe, di atomi di rame, migrazione che viene bloccata dalla presenza in lega di alluminio. Furthermore, according to what has been experimentally ascertained by the Applicant, the antibacterial properties of copper alloys, properties experimentally demonstrated on numerous different bacterial strains, are probably due to the surface migration, and therefore on the exposed surfaces of objects made with these alloys, of copper atoms, migration which is blocked by the presence of aluminum alloy.
Pertanto, secondo l'invenzione, la presenza in lega di alluminio, a meno che questo sia presente solo come impurezza (la presenza di impurezze à ̈ in ogni caso inevitabile) deve essere evitata. Therefore, according to the invention, the presence in aluminum alloy, unless this is present only as an impurity (the presence of impurities is in any case unavoidable) must be avoided.
Breve descrizione delle figure Brief description of the figures
Una forma preferita di realizzazione dell'invenzione verrà ora descritta, a puro titolo di esempio non limitativo con riferimento alle figure dei disegni allegati, in cui: A preferred embodiment of the invention will now be described, purely by way of non-limiting example with reference to the figures of the attached drawings, in which:
• la figura 1 illustra un grafico che compara le proprietà meccaniche della lega secondo il trovato con un'altra lega di rame e con un acciaio inossidabile; e â € ¢ Figure 1 illustrates a graph which compares the mechanical properties of the alloy according to the invention with another copper alloy and with a stainless steel; And
• le figure da 2 a 4 illustrano comparativamente le proprietà biologiche di alcune leghe di rame, tra cui quella dell'invenzione e dell'acciaio inox, per diversi tipi di germi. â € ¢ Figures 2 to 4 comparatively illustrate the biological properties of some copper alloys, including that of the invention and stainless steel, for different types of germs.
Descrizione dettagliata Detailed description
Ulteriori caratteristiche dell'invenzione appariranno chiare dai seguenti esempi pratici di attuazione. Further characteristics of the invention will become clear from the following practical examples of embodiment.
ESEMPIO 1 EXAMPLE 1
Sono state preparate per fusione 2 placche da circa 900 kg ciascuna, aventi dimensioni di 1800 x 500 x 115 mm (lunghezza x larghezza x spessore), ciascuna avente la composizione media riportata in tabella 1. Two plates of about 900 kg each were prepared by casting, having dimensions of 1800 x 500 x 115 mm (length x width x thickness), each having the average composition shown in table 1.
Tabella 1 Table 1
Composizione chimica media Average chemical composition
Fusione Cu Mn Fe Ni Sn Pb no. o. g, a 0, o, g,Cu Mn Fe Ni Sn Pb casting no. or. g, a 0, o, g,
o 0 0 'o 0 o P 88500 81.2 18.8 0.015 0 .03 <0.01 0.01 P 88501 80.0 20.0 0.02 0.035 <0.01 o.oi Si procede ad utilizzare la placca P88501 per la sua migliore qualità (composizione chimica identica a quella nominale - 80% rame e 20% manganese). o 0 0 'o 0 o P 88500 81.2 18.8 0.015 0 .03 <0.01 0.01 P 88501 80.0 20.0 0.02 0.035 <0.01 o.oi The P88501 plate is used for its best quality (chemical composition identical to the nominal one - 80 % copper and 20% manganese).
La placca viene sottoposta ad un processo di laminazione a caldo portandola a 740°C per 3,5 ore e successivamente viene laminata ottenendo in passi successivi una riduzione di sezione di circa il 90%; lo spessore viene in particolare ridotto da 115 mm a 10 mm in 8 passi, arrivando ad una temperatura finale di circa 660-670°C; si lascia raffreddare il laminato a caldo fino a circa 350°C prima di raffreddare con acqua in modo forzato fino a temperatura ambiente. The plate is subjected to a hot lamination process bringing it to 740 ° C for 3.5 hours and is subsequently laminated obtaining in successive steps a section reduction of about 90%; in particular the thickness is reduced from 115 mm to 10 mm in 8 steps, reaching a final temperature of about 660-670 ° C; the hot laminate is allowed to cool down to about 350 ° C before being forced to cool with water to room temperature.
Il laminato viene successivamente esaminato ed analizzato, per rilevare la profondità e natura degli strati superficiali ossidati e impoveriti di elementi leganti (manganese). The laminate is subsequently examined and analyzed, to detect the depth and nature of the oxidized and depleted surface layers of binding elements (manganese).
I risultati ottenuti sono riportati nelle tabelle 2 e 3, che seguono. The results obtained are reported in Tables 2 and 3, below.
Tabella 1 Table 1
Spessore degli strati di ossidazione misurati su entrambi i lati della sezione longitudinale di placca laminata a caldo in Cu80Mn20._ Thickness of the oxidation layers measured on both sides of the longitudinal section of hot-rolled plate in Cu80Mn20._
_ Superiore Bordo 1 _ _ Upper Edge 1 _
ST. ST.
Media MAX. MIN. DEV. MAX average. MIN. DEV.
|im Um Um Um | im Um Um Um
Lato A 25.48 73.71 3.98 18.65 Side A 25.48 73.71 3.98 18.65
Lato B 24.28 47.81 10.76 9.09 Side B 24.28 47.81 10.76 9.09
Superiore -Centro Upper - Center
ST. ST.
MEAN MAX. MIN. DEV. MEAN MAX. MIN. DEV.
]im Î1⁄4ιττ Um Um ] im Î1⁄4Î¹Ï „Ï„ Um Um
SIDE A 13.14 27.52 4.42 6.4 SIDE A 13.14 27.52 4.42 6.4
SIDE B 17.23 85.79 3.98 17.7 SIDE B 17.23 85.79 3.98 17.7
Superiore - bordo 2 Top - edge 2
ST. ST.
Media MAX. MIN. DEV. MAX average. MIN. DEV.
|im Î1⁄4ηι Um Um | im Î1⁄4Î · ι Um Um
Lato A 13.26 28.73 6.78 6.07 Side A 13.26 28.73 6.78 6.07
Lato B 37.75 100 5.18 27.46 Side B 37.75 100 5.18 27.46
-<â– >, ,7··:--Ï„-<:>- : j Inferiore - bordo 1 ! SI. - <â–>,, 7 ··: - Ï „- <:> -: j Bottom - edge 1! YES.
Media MAX. MIN. DEV. MAX average. MIN. DEV.
um Um um um um um um um
Lato A 20.81 41.04 5.98 9,82 Side A 20.81 41.04 5.98 9.82
Lato B 17.42 35.48 6.77 7.39 Side B 17.42 35.48 6.77 7.39
Inferiore - Centro Lower - Center
ST. ST.
Media MAX. MIN. DEV. MAX average. MIN. DEV.
um Um um Um um Um um Um
Lato A 17.92 39,06 9.57 641 Side A 17.92 39.06 9.57 641
Lato B 5.45 12.9 3.59 2.26 Side B 5.45 12.9 3.59 2.26
Inferiore - bordo 2 Bottom - edge 2
ST. ST.
Media MAX. MIN. DEV. MAX average. MIN. DEV.
um Um um um um um um um
Lato A 16.91 28.68 7.17 6.58 Side A 16.91 28.68 7.17 6.58
Lato B 39.33 110.05 9.38 29.61 Side B 39.33 110.05 9.38 29.61
Tabella 3 Table 3
Composizione chimica lungo un profilo lineare (dalla superficie esterna a 17,5 micron di profondità ) Superiore Inferiore Positione Bordo Centro Bordo Centro Î1⁄4ιτι dalla Wt% wt% wt% wt% wt% wt% wt% wt% superfici) Mn Cu Mn Cu Mn Cu Mn Cu o 30 70 58 42 21.7 78.3 Chemical composition along a linear profile (from the outer surface to a depth of 17.5 microns) Upper Lower Position Edge Center Edge Center Î1⁄4Î¹Ï „ι from Wt% wt% wt% wt% wt% wt% wt% wt% surfaces) Mn Cu Mn Cu Mn Cu Mn Cu o 30 70 58 42 21.7 78.3
1.75 12.1 87.9 10.7 89.3 0.5 99.5 9l.4<'>1.75 12.1 87.9 10.7 89.3 0.5 99.5 9l.4 <'>
18.8 81.2 19.9 80.1 12.3 87.7 17.1 82.9 5.25 20.5 79.5 20.4 79.6 18.2 81.8 19.6 80.4 18.8 81.2 19.9 80.1 12.3 87.7 17.1 82.9 5.25 20.5 79.5 20.4 79.6 18.2 81.8 19.6 80.4
20.7 79.3 20.5 79.5 19Ì8 80.2 20.5 79.5 20.3 79.7 20.1 79.9 20.2 79.8 20.8 79.2 10.5 20.3 79.7 23.6 76.4 20.4 79.6 20.4 79.6 12.25 20 80 20.2 79.8 21 79 20.4 79.6 14 20.1 79.9 19.9 80.1 21 79 20.7 79.3 15.75 19.3 80.7 19.9 80.1 21.2 78,8 19.9 80.1 17.5 19.5 80.5 20.2 79.8 21 79 20 80 Come si può apprezzare, le profondità degli strati rilevati di ossidazione e di deplezione in Mn sono relativamente elevate e discontinue, ma tali che detti strati possono essere facilmente e completamente asportati dalle normali operazioni dì fresatura (milling/ scalping) che vengono normalmente eseguite dopo laminazione a caldo. 20.7 79.3 20.5 79.5 19Ì8 80.2 20.5 79.5 20.3 79.7 20.1 79.9 20.2 79.8 20.8 79.2 10.5 20.3 79.7 23.6 76.4 20.4 79.6 20.4 79.6 12.25 20 80 20.2 79.8 21 79 20.4 79.6 14 20.1 79.9 19.9 80.1 21 79 20.7 79.3 15.75 19.3 80.7 19.9 80.1 21.2 78 , 8 19.9 80.1 17.5 19.5 80.5 20.2 79.8 21 79 20 80 As can be appreciated, the depths of the detected oxidation and depletion layers in Mn are relatively high and discontinuous, but such that said layers can be easily and completely removed by normal operations milling / scalping which are normally performed after hot rolling.
Successivamente, il laminato a caldo, dopo l'operazione di fresatura e asportazione conseguente degli strati ossidati e con deplezione di manganese, viene sottoposto ad una operazione di laminazione a freddo, ottenendo nuovamente una riduzione di sezione di circa il 90% (da 10 a 0,7 mm di spessore) in passi successivi, con conseguente incrudimento ed aumento di durezza. Il laminato a freddo viene successivamente sottoposto ad un trattamento termico di ricottura in forno statico in atmosfera riducente a 600 °C per 4 ore per la ricristallizzazione. Questo trattamento à ̈ stato scelto sulla base di una serie di prove di laboratorio a temperature differenti, al fine di rilevare il trattamento ottimale, come mostrato in tabella 4. Subsequently, the hot rolled product, after the milling operation and consequent removal of the oxidized layers and with manganese depletion, is subjected to a cold rolling operation, again obtaining a section reduction of about 90% (from 10 to 0.7 mm thick) in successive steps, with consequent work hardening and increase in hardness. The cold rolled product is subsequently subjected to an annealing heat treatment in a static oven in a reducing atmosphere at 600 ° C for 4 hours for recrystallization. This treatment was chosen on the basis of a series of laboratory tests at different temperatures, in order to detect the optimal treatment, as shown in table 4.
Tabella 4 Table 4
Struttura e dimensione del grano di campioni Cu80Mn20 dopo 1 ora di trattamento termico a temperature crescenti. Structure and grain size of Cu80Mn20 samples after 1 hour of heat treatment at increasing temperatures.
Dimensioni medie del grano (mm) Trattamento 1 mm spessore 0,5 mm spessore termico Average grain size (mm) Treatment 1 mm thickness 0.5 mm thermal thickness
400 °C / 1 ora Struttura fibrosa Struttura fibrosa 450 °C / 1 ora Struttura fibrosa Struttura fibrosa 500 °C / 1 ora Avvio Avvio ricristallizzazione ricristallizzazione 550 °C / 1 ora 0.005 0.0075 400 ° C / 1 hour Fibrous structure Fibrous structure 450 ° C / 1 hour Fibrous structure Fibrous structure 500 ° C / 1 hour Start Recrystallization start recrystallization 550 ° C / 1 hour 0.005 0.0075
600 °C / 1 ora 0.0075 0.0075 600 ° C / 1 hour 0.0075 0.0075
650 °C / 1 hour 0.010 0.015 650 ° C / 1 hour 0.010 0.015
Provini del materiale laminato sono stati sottoposti agli usuali test per il rilevamento delle proprietà meccaniche, in comparazione con materiali di riferimento (altre leghe di rame e acciaio inox) . I risultati ottenuti sono riportati in figura 1, dove si evidenziano le curve di durezza dei diversi materiali in funzione dell'incrudimento, e nelle tabelle successive. Specimens of the laminated material were subjected to the usual tests for the detection of mechanical properties, in comparison with reference materials (other copper alloys and stainless steel). The results obtained are shown in figure 1, where the hardness curves of the various materials are highlighted as a function of hardening, and in the following tables.
Tabella 5 Table 5
Material H V E Rp{0,2) Rm A50mm Material H V E Rp {0,2) Rm A50mm
(GPa) , (MPa) : (MPa) {%} (GPa), (MPa): (MPa) {%}
CuMn20 i i 118 260 1 470 j 32 CuMn20 i i 118 260 1 470 j 32
CuZn2G 77 110 ; 115 330 j 47 CuZn2G 77 110; 115 330 j 47
AISI 304-316 129 1S3 205 515 40 AISI 304-316 129 1S3 205 515 40
Tab.2 Comparison between different materials Tab. 2 Comparison between different materials
Tabella 6 Table 6
Material R H Material R H
(m<iE>m)IB(m <iE> m) IB
(%) (%} LD.R. (%) (%} LD.R.
CyMn20 10,d 70 ^100 49 2,12 CuZn2Q 10,8-12 66-6B =S6-100 i 1,84-2,00 CyMn20 10, d 70 ^ 100 49 2.12 CuZn2Q 10.8-12 66-6B = S6-100 i 1.84-2.00
AISt 304 -316 11-12 j | 2,18-2,25* AISt 304 -316 11-12 j | 2.18-2.25 *
Tab 3 Formability properties Tab 3 Formability properties
Tabella 7 Table 7
Cu80Mn20 Cu8C IZn20 Aisi 304 Cu80Mn20 Cu8C IZn20 Aisi 304
temper Rp (Mpa) Rm (Mpa) Rp (Mpa) Rm (Mpa) Rp (Mpa) Rm (Mpa) Annealed 256 493 115 330 205 515 1/4 Hard 308 498 300 420 413 690 1/2 Hard 564 597 440 510 606 827 Hard 820 860 480 570 772 1020 temper Rp (Mpa) Rm (Mpa) Rp (Mpa) Rm (Mpa) Rp (Mpa) Rm (Mpa) Annealed 256 493 115 330 205 515 1/4 Hard 308 498 300 420 413 690 1/2 Hard 564 597 440 510 606 827 Hard 820 860 480 570 772 1020
Infine, à ̈ stato rilevato sui diversi provini se vi à ̈ stata una deplezione superficiale in manganese a causa del trattamento termico di ricottura. I risultati ottenuti sono riportati in tabella 8. Finally, it was detected on the different specimens if there was a surface depletion in manganese due to the annealing heat treatment. The results obtained are reported in table 8.
Tabella 8 Table 8
Posizione Position
(Î1⁄4πη dalla (Î1⁄4Ï € Î · from
sperficie) Wt%MnWt surface) Wt% MnWt
0 19.8 80.2 0 19.8 80.2
1.75 12.6 87.3 1.75 12.6 87.3
3.5 16.2 83.8 3.5 16.2 83.8
5.25 . 19.2 80.8 5.25. 19.2 80.8
7 I 19.9 80.1 7 I 19.9 80.1
8.75 19.7 80.3 8.75 19.7 80.3
1Q.5 20.2 79.8 1Q.5 20.2 79.8
12.25 20.3 79.7 12.25 20.3 79.7
14 20.5 79.5 14 20.5 79.5
15.75 I 20.4 79.6 15.75 I 20.4 79.6
17.5 20.5 79.5 17.5 20.5 79.5
Come si evince, la deplezione coinvolge uno strato non superiore a 4-5 micron, che può essere facilmente asportato con una operazione usuale di spazzolatura abrasiva dopo il trattamento termico. As can be seen, the depletion involves a layer not exceeding 4-5 microns, which can be easily removed with a usual abrasive brushing operation after the heat treatment.
Dalla comparazione tra i vari materiali, si evince inoltre che la lega testata CuMn20 Ã ̈ idonea a rimpiazzare l'acciaio inossidabile in qualsiasi applicazione, come la costruzione di mobili, utensili, piani di lavoro,eoe., presentando elevata durezza ed alta resistenza meccanica, ben superiori a quelle degli ottoni. From the comparison between the various materials, it is also clear that the CuMn20 tested alloy is suitable for replacing stainless steel in any application, such as the construction of furniture, tools, worktops, etc., presenting high hardness and high mechanical resistance. , far superior to those of brass.
ESEMPIO 2 EXAMPLE 2
Vengono comparate le proprietà antimicrobiche di tre diverse leghe di rame, e precisamente la lega CuMn20 (lega 3) secondo il trovato, precedentemente preparata secondo gli esempi precedenti, una lega CuSn6Zn6 (lega 2) ed una lega CuZnlO (lega 1), con due diversi materiali di riferimento e precisamente rame DHP e acciaio AISI 304 (acciaio inox). The antimicrobial properties of three different copper alloys are compared, namely the CuMn20 alloy (alloy 3) according to the invention, previously prepared according to the previous examples, a CuSn6Zn6 alloy (alloy 2) and a CuZnlO alloy (alloy 1), with two different reference materials and precisely copper DHP and AISI 304 steel (stainless steel).
Si impiegano per i test tre diversi microrganismi patogeni e precisamente E.coli, MSRA e Listeria monocytogenes . Three different pathogenic microorganisms are used for the tests, namely E. coli, MSRA and Listeria monocytogenes.
Provini piani in lamiera, realizzati nelle leghe sotto test e nei materiali di riferimento, ciascuno di dimensioni pari a circa 5,5 cm2 sono trattati con 10 microlitri di una sospensione di cellule microbiche in acqua, aventi una concentrazione di circa 108 unità cellulari per millilitro. Flat sheet metal specimens, made in the alloys under test and in the reference materials, each with a size of about 5.5 cm2, are treated with 10 microliters of a suspension of microbial cells in water, having a concentration of about 108 cell units per milliliter .
Successivamente, i provini sono incubati a 37°C. La prova viene ripetuta 6 volte, variando il tempo di contatto in incubazione. Ciascun provino viene testato con i seguenti tempi: 0, 5, 10, 20, 40 e 80 minuti. Subsequently, the specimens are incubated at 37 ° C. The test is repeated 6 times, varying the contact time in incubation. Each specimen is tested with the following times: 0, 5, 10, 20, 40 and 80 minutes.
Dopo il termine di ciascuna fase di incubazione il provino viene ricuperato e trattato con una soluzione acquosa per asportare i patogeni; la soluzione viene successivamente diluita e incorporata in agar e si passa infine alla conta microscopica delle cellule microbiche sopravvissute . After the end of each incubation phase, the specimen is recovered and treated with an aqueous solution to remove the pathogens; the solution is subsequently diluted and incorporated into agar and finally the microscopic count of the surviving microbial cells is carried out.
I risultati ottenuti sono riportati nei grafici di figure 2, 3 e 4. The results obtained are shown in the graphs of figures 2, 3 and 4.
Come si può apprezzare, la attività anti-microbica della lega precedentemente preparata e lavorata, CuMn20 à ̈ sostanzialmente molto vicina a quella del rame DHP verso tutti i microrganismi patogeni testati, mentre l'acciaio inox ne à ̈ sostanzialmente privo. L'attività antimicrobica della lega CuMn20 à ̈ inoltre comparabile (o migliore) a parità di contenuto in rame, di quella delle altre leghe testate, le quali, però, presentano una resistenza meccanica ed una durezza che le rendono inidonee a sostituire l'acciaio e, soprattutto, non presentano colore comparabile a quello dell'acciaio, mentre la lega CuMn20 secondo il trovato presenta un colore bianco metallico comparabile a quello dell'acciaio. As can be appreciated, the anti-microbial activity of the previously prepared and machined alloy, CuMn20 is substantially very close to that of DHP copper towards all tested pathogenic microorganisms, while stainless steel is substantially devoid of it. The antimicrobial activity of the CuMn20 alloy is also comparable (or better) with the same copper content, than that of the other alloys tested, which, however, have a mechanical resistance and a hardness that make them unsuitable to replace steel. and, above all, they do not have a color comparable to that of steel, while the CuMn20 alloy according to the invention has a metallic white color comparable to that of steel.
ESEMPIO 3 EXAMPLE 3
Vengono preparati quattro lingotti cilindrici di diametro 305 mm utilizzando lingottiere standard di rame con inserto interno di grafite in modo da ridurre la drasticità del raffreddamento del metallo in lingottiera ed evitare quindi la formazione di crepe da ritiro. Il metallo viene portato nel forno fusorio alla temperatura di 1140 °C e, dopo i controlli analitici per verificare l'aderenza alla composizione nominale, viene travasato nel forno di attesa; la colata à ̈ iniziata quando il metallo ha raggiunto la temperatura di 1100 °C. Four cylindrical ingots with a diameter of 305 mm are prepared using standard copper ingot molds with internal graphite insert in order to reduce the drasticity of the cooling of the metal in the mold and thus avoid the formation of shrinkage cracks. The metal is brought into the melting furnace at a temperature of 1140 ° C and, after the analytical checks to verify the adherence to the nominal composition, it is transferred into the holding furnace; casting began when the metal reached a temperature of 1100 ° C.
Nella tabella 9 Ã ̈ riportata la composizione chimica ottenuta facendo la media di due campioni di fuso prelevati rispettivamente all'inizio e alla fine di ciascuna colata. Table 9 shows the chemical composition obtained by averaging two melt samples taken respectively at the beginning and at the end of each casting.
Tab. 9 Composizione chimica media dei lingotti cilindrici in Cu80Mn20, Fusione Cu % Mn % Fe % Ni % Sn % Pb % n° Tab. 9 Average chemical composition of cylindrical ingots in Cu80Mn20, Melting Cu% Mn% Fe% Ni% Sn% Pb% n °
L88277 80 .9 19.04 0.025 0.032 <0.01 <0.01 L88278 79.8 20.10 0.012 0.028 <0.01 0.01 L88279 79.5 20.40 0.017 0.039 <0.01 0.01 L88280 79.7 20.20 0.020 0.035 <0.01 <0.01 Successivamente, viene eseguita l'estrusione dei lingotti a fili di diametro 26 mm doppio foro, con una pressa da 4000 tonnellate in un intervallo di temperatura di estrusione da 770 a 800 °C, investendo i fili in uscita con acqua proveniente da appositi spruzzatori per limitare l'ossidazione della lega e/o la deplezione di Mn. In queste condizioni la potenza assorbita dalla pressa, espressa in tonnellate, varia da 2000 a 2300 a causa delle elevate caratteristiche meccaniche della lega Cu80Mn20. Da un punto di vista metallografico i migliori risultati, sia per quanto riguarda il diametro medio del grano sia per quanto riguarda l'omogeneità dello stesso, sono stati ottenuti con una temperatura di estrusione pari a 780°C. Ancora successivamente, gli estrusi vengono laminati fino a diametro 20 mm e viene poi eseguita una ricottura a 650°C per 3 ore in atmosfera riducente. Si eseguono successivamente diverse operazioni di deformazione plastica a freddo (trafilatura) passando da un semilavorato di diametro 20 mm ad un filo di diametro 2,08 mm, con esecuzione di una fase intermedia di fresatura da 5,70 a 5,30 mm per asportare gli strati di ossidazione e di deplezione in Mn, la cui profondità à ̈ inferiore a quella rilevata per gli analoghi strati dell'esempio 1 per i laminati. Infine, dopo una ricottura completa di ricristallizzazione eseguita a 650°C per 3 ore in atmosfera riducente, i fili vengono sottoposti ad una fase finale di trafilatura a freddo a diametro 2 mm o 1,80 mm, in modo da ottenere un incrudimento del 7,4% o, rispettivamente, del 25% e dare così luogo, con la medesima lega, ad un materiale finale in filo allo stato fisico semiduro o duro. Come fase finale, l'eventuale spazzolatura assicura l'assenza di strati di ossido superficiali o di strati interessati da deplezione di Mn. L88277 80 .9 19.04 0.025 0.032 <0.01 <0.01 L88278 79.8 20.10 0.012 0.028 <0.01 0.01 L88279 79.5 20.40 0.017 0.039 <0.01 0.01 L88280 79.7 20.20 0.020 0.035 <0.01 <0.01 Subsequently, the ingots are extruded with wires with a diameter of 26 mm double hole, with a 4000 ton press in an extrusion temperature range from 770 to 800 ° C, investing the outgoing wires with water coming from special sprayers to limit the oxidation of the alloy and / or the depletion of Mn. In these conditions the power absorbed by the press, expressed in tons, varies from 2000 to 2300 due to the high mechanical characteristics of the Cu80Mn20 alloy. From a metallographic point of view, the best results, both as regards the average diameter of the grain and as regards its homogeneity, were obtained with an extrusion temperature equal to 780 ° C. Still subsequently, the extrusions are rolled up to a diameter of 20 mm and an annealing is then carried out at 650 ° C for 3 hours in a reducing atmosphere. Various cold plastic deformation operations (drawing) are then carried out, passing from a semi-finished product with a diameter of 20 mm to a wire with a diameter of 2.08 mm, with execution of an intermediate stage of milling from 5.70 to 5.30 mm to remove the oxidation and depletion layers in Mn, whose depth is lower than that found for the analogous layers of Example 1 for the laminates. Finally, after a complete recrystallization annealing carried out at 650 ° C for 3 hours in a reducing atmosphere, the wires are subjected to a final phase of cold drawing with a diameter of 2 mm or 1.80 mm, in order to obtain a hardening of 7 , 4% or, respectively, 25% and thus give rise, with the same alloy, to a final material in wire in a semi-hard or hard physical state. As a final step, any brushing ensures the absence of superficial oxide layers or layers affected by Mn depletion.
I valori delle caratteristiche meccaniche ottenibili attraverso le operazioni di trafilatura, a seconda dei diversi incrudimenti possibili, sono riportate in tabella Tab. 10 Quadro sinottico dei valori medi di Rm, Rp e HV misurati durante il ciclo di deformazione plastica a freddo in funzione dell’incrudimento percentuale subito dal filo in Cu80Mn20. The values of the mechanical characteristics obtainable through the drawing operations, according to the different possible hardenings, are shown in the table Tab. 10 Synoptic table of the average values of Rm, Rp and HV measured during the cold plastic deformation cycle as a function of the ™ Percentage hardening suffered by the Cu80Mn20 wire.
Incrudimento % Rm Rp HV MPa MPa 500g/15" Hardening% Rm Rp HV MPa MPa 500g / 15 "
0 490 240 150 0 490 240 150
7.4 540 310 170 7.4 540 310 170
25 717 450 195 25 717 450 195
37 790 580 215 37 790 580 215
55 827 710 235 55 827 710 235
85 875 835 250 85 875 835 250
ESEMPIO 4 EXAMPLE 4
Billette di lega Cu80Mn20 vengono estruse sott'acqua a tubi di diametro 110 mm, spessore di parete 11 mm, in modo da limitare la formazione di ossidi superficiali e/o di strati interessato da deplezione di Mn. Cu80Mn20 alloy billets are extruded underwater into tubes with a diameter of 110 mm, wall thickness 11 mm, in order to limit the formation of surface oxides and / or layers affected by Mn depletion.
L'estrusione della billetta in forma di tubo viene eseguita in un intervallo di temperatura di estrusione compreso tra 790 e 805°C. In queste condizioni la potenza assorbita dalla pressa, espressa in bar, à ̈ stata di circa 290, che à ̈ un valore accettabile considerando le elevate caratteristiche meccaniche della lega Cu80Mn20. The extrusion of the billet in the form of a tube is carried out in an extrusion temperature range between 790 and 805 ° C. In these conditions the power absorbed by the press, expressed in bars, was about 290, which is an acceptable value considering the high mechanical characteristics of the Cu80Mn20 alloy.
Successivamente, viene eseguita una lavorazione di deformazione plastica a freddo utilizzando un laminatoio a passo di pellegrino settato a 70 colpi al minuto con un avanzamento di 11,11 mm fino ad ottenere tubi di diametro 45 mm per 2,25 mm di spessore di parete e ancora successivamente ì semilavorati così ottenuti sono sottoposti ad una unica operazione di trafilatura rettilinea a freddo a diametro 35 mm per 1,90 mm di spessore e successiva ricottura a 650°C per 4 ore in atmosfera riducente. Successivamente si eseguono una serie di operazioni di trafilatura in bobina (agli spinners)fino a diametro 9,52 mm per 0,45 mm di spessore e ricottura finale a 650°C per 4 ore in forno a passaggio con atmosfera riducente. L'eventuale spazzolatura finale assicura l'assenza di strati di ossido superficiali e/o di strati interessati da deplezione di Mn. Subsequently, a cold plastic deformation processing is carried out using a pilgrim pitch rolling mill set at 70 strokes per minute with an advance of 11.11 mm until obtaining pipes with a diameter of 45 mm for 2.25 mm of wall thickness and still later, the semi-finished products thus obtained are subjected to a single cold straight drawing operation at a diameter of 35 mm for a thickness of 1.90 mm and subsequent annealing at 650 ° C for 4 hours in a reducing atmosphere. Subsequently, a series of coil drawing operations are carried out (with spinners) up to a diameter of 9.52 mm by 0.45 mm of thickness and final annealing at 650 ° C for 4 hours in a passage furnace with a reducing atmosphere. Any final brushing ensures the absence of superficial oxide layers and / or layers affected by Mn depletion.
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Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE1224937B (en) * | 1963-06-07 | 1966-09-15 | Kurt Dies Dr Ing | Use of copper alloys for objects subject to sliding, friction and wear and a process for producing the same |
| US3725052A (en) * | 1969-09-13 | 1973-04-03 | Foundation Res Inst Electric A | Non-magnetic resilient manganese-copper alloy having a substantially temperature-free elastic modulus |
| CA964408A (en) * | 1971-03-03 | 1975-03-18 | Olin Corporation | Copper alloy and article |
| JPS6072695A (en) * | 1983-09-28 | 1985-04-24 | Maruyasu Kogyo Kk | Brazing alloy for stainless steel |
| US5725682A (en) * | 1995-02-02 | 1998-03-10 | Mazda Motor Corporation | Brazing method |
| WO2000068447A1 (en) * | 1999-05-05 | 2000-11-16 | Olin Corporation | Copper alloy with a golden visual appearance |
| EP1880776A1 (en) * | 2006-07-19 | 2008-01-23 | Europa Metalli S.p.A. | Method for the production of tubes |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6863746B2 (en) | 2001-08-02 | 2005-03-08 | Keith Weinstein | White gold compositions without nickel and palladium |
| JP3915889B2 (en) | 2001-10-26 | 2007-05-16 | Ｙｋｋ株式会社 | Nickel-free white copper alloy and method for producing nickel-free white copper alloy |
-
2008
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-
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Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE1224937B (en) * | 1963-06-07 | 1966-09-15 | Kurt Dies Dr Ing | Use of copper alloys for objects subject to sliding, friction and wear and a process for producing the same |
| US3725052A (en) * | 1969-09-13 | 1973-04-03 | Foundation Res Inst Electric A | Non-magnetic resilient manganese-copper alloy having a substantially temperature-free elastic modulus |
| CA964408A (en) * | 1971-03-03 | 1975-03-18 | Olin Corporation | Copper alloy and article |
| JPS6072695A (en) * | 1983-09-28 | 1985-04-24 | Maruyasu Kogyo Kk | Brazing alloy for stainless steel |
| US5725682A (en) * | 1995-02-02 | 1998-03-10 | Mazda Motor Corporation | Brazing method |
| WO2000068447A1 (en) * | 1999-05-05 | 2000-11-16 | Olin Corporation | Copper alloy with a golden visual appearance |
| EP1880776A1 (en) * | 2006-07-19 | 2008-01-23 | Europa Metalli S.p.A. | Method for the production of tubes |
Non-Patent Citations (3)
| Title |
|---|
| MUKHERJEE, D. ET AL: "Antifouling properties of copper-manganese alloys", TOOL & ALLOY STEELS , 27(9), 287-9 CODEN: TASTDL; ISSN: 0377-9408, 1993, XP009122240 * |
| MUKHERJEE, D. ET AL: "Corrosion resistant and antifouling behavior of Cu-Mn alloys in sea-water", BULLETIN OF ELECTROCHEMISTRY , 9(8-10), 427-9 CODEN: BUELE6; ISSN: 0256-1654, 1993, XP009122244 * |
| MUKHERJEE, D. ET AL: "SRB-cidal properties of some copper-manganese alloys", BULLETIN OF ELECTROCHEMISTRY , 6(5), 499-500 CODEN: BUELE6; ISSN: 0256-1654, 1990, XP009122239 * |
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